RO118548B1 - Metodă de uscare a lemnului - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o metodă de uscare termică a lemnului, în mod eficient şi într-un timp scurt, prin menţinerea concentraţiei unui gaz de ardere, conţinut în atmosfera camerei de uscare (1) a lemnului, la o valoare ridicată, precum şi prin menţinerea presiunii atmosferei camerei de uscare la o valoare ridicată. Conform metodei, combustibilul lemnos, cum ar fi resturi lemnoase, este încărcat într-o cameră de combustie (4a), care este situată în zona inferioară a cuptorului (4) de generare a gazelor de ardere, combustibilul lemnos este ars, arderea fiind urmată de introducerea gazelor de ardere, cu o temperatură înaltă, într-o zonă superioară a camerei de uscare (1), care conţine lemnul verde, pentru uscarea termică a acestuia.

Description

Prezenta invenție se referă la o metodă de uscare a lemnului, în special la o metodă de uscare a lemnului verde, a bambusului verde sau a altor plante verzi, metodă utilizată în industria prelucrării lemnului.

în industria prelucrării lemnului se cunosc diferite metode de uscare a lemnului cu diferite dispozitive cum ar fi baterii de radiatoare, ventilatoare, uscătoare cu microunde, sisteme cu generator de gaze cu temperatură ridicată (RO 113491; EP 0480445).

în scopul uscării lemnului, este cunoscută o instalație care cuprinde o cameră de uscare în care este pus lemnul verde, care poate fi etanșată, și o cameră de combustie pentru combustibil lemnos, cum ar fi resturi de lemn, prevăzută în zona inferioară cu un cuptor pentru generarea gazelor de ardere de temperatură înaltă, care se introduc în zona superioară a camerei de uscare pentru a se usca astfel lemnul, concentrația de oxigen din atmosfera camerei de uscare fiind menținută la un nivel scăzut (EP 0480445).

Prin acest sistem, lemnul poate fi uscat în mod uniform și în siguranță, prin menținerea concentrației de oxigen din camera de uscare, respectiv conținutul de oxigen în gazele de ardere fiind menținut la un nivel atât de scăzut, încât poate fi aproape egal cu zero. Totuși, metoda convențională de uscare a lemnului prin controlul concentrației de oxigen, în instalația descrisă mai sus, este insuficientă pentru a usca lemnul în mod eficient, într-o perioadă scurtă de timp aceasta trebuind îmbunătățită.

Problema pe care o rezolvă invenția este aceea de a asigura o metodă de uscare a lemnului prin care acesta să fie uscat în mod eficient într-o perioadă scurtă de timp.

Metoda de uscare a lemnului, conform invenției, cuprinde următoarele etape:

- așezarea combustibilului lemnos cum ar fi resturile lemnoase, într-o cameră de ardere situată în zona inferioară a unui cuptor generator de gaze de ardere;

- arderea combustibilului;

- introducerea gazelor de ardere aflate la o temperatură ridicată, obținute prin ardere într-o zonă superioară a camerei de uscare ce conține lemnul verde, pentru uscarea termică a acestuia cu ajutorul gazelor de ardere, constă în aceea că, atât concentrația gazelor de ardere conținute în camera de uscare este menținută la o valoare ridicată, cuprinsă între 60 și 95%, în volum, cât și presiunea din atmosfera camerei de uscare sunt menținute la o valoare ridicată, cuprinsă între1,5 și 5 at.

Menținerea concentrației gazului de ardere la o anumită valoare este realizată prin controlul cantității de gaz, evacuată din atmosfera camerei de uscare prin coș, și a cantității de gaz de ardere, introdusă în camera de uscare.

De asemenea, menținerea concentrației gazului de ardere este realizată prin controlul cantității de gaz din atmosfera camerei de uscare, recuperată din camera de uscare în camera de ardere, și al cantității de gaz de ardere, introdusă în camera de uscare, iar presiunea în atmosfera camerei de uscare este menținută la o valoare ridicată prin închiderea ermetică a camerei de uscare. în plus, aburul supraîncălzit este generat în cuptorul de generare a gazului de ardere și introdus în camera de uscare împreună cu gazul de ardere.

Invenția prezintă avantajul că uscarea lemnului se efectuează în mod eficient, într-o perioadă de timp foarte scurtă.

în cele ce urmează se prezintă un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig.1 și 2, care reprezintă:

- fig.1, vedere laterală în secțiune, ce arată construcția unui aparat pentru a realiza metoda de uscare a lemnului conform invenției;

- fig.2, vedere de sus, în secțiune de-a lungul axei A - A, ce arată construcția aparatului.

RO 118548Β în fig.1 și fig.2 este reprezentată o cameră de uscare 1, care găzduiește lemnul verde, cum ar fi bucăți subțiri de lemn. Lemnul este pus și scos afară din camera de uscare 1, prin niște uși 2, care se deschid și se închid. Pe podeaua camerei de uscare 1 este situată 50 o cale de rulare 3, care se extinde și în afara ușilor 2, de acces al lemnului. Interiorul camerei de uscare 1 poate fi închis ermetic când ușile 2 sunt închise. Un cărucior, nereprezentat, se deplasează pe calea de rulare 3 și transportă grămezile de lemn. Astfel, calea de rulare 3 și căruciorul sunt doar exemple de mijloace de introducere și scoatere a lemnului în/și din camera de uscare 1, și deci mijloacele nu sunt limitate la aceste exemple. 55

Un cuptor 4, de generare a gazului de ardere, care poate fi numit cuptor de combustie, este dispus astfel, încât este adiacent camerei de uscare 1, fiind prevăzut cu un perete despărțitor 5. Cuptorul 4, de generare a gazului de ardere, este prevăzut cu o cameră de combustie 4a, dispusă în zona inferioară a acestuia. Cuptorul de generare a gazului de ardere 4 este prevăzut cu niște uși 6, ce se închid și se deschid, acestea deschizându-se 60 când combustibilul lemnos, cum ar fi resturile lemnoase, este pus în camera de combustie 4a sau când cenușa este îndepărtată. Ușile 6 ce se închid și se deschid sunt închise astfel, încât să închidă ermetic interiorul cuptorului de generare a gazului de ardere 4 în timpul combustiei.

Peretele despărțitor 5 prezintă, la partea superioară, niște canale de trecere 7, a ga- 65 zelor de ardere, pentru introducerea, în zona superioară a camerei de uscare 1, a gazelor de ardere aflate la o temperatură ridicată, produse de cuptorul de generare a gazelor de ardere 4. Fiecare canal 7, de trecere a gazelor de ardere, poate fi prevăzut cu o placă de reglare a debitului de gaz (nereprezentată), cum ar fi o supapă, pentru reglarea debitului gazelor de ardere introduse în camera de uscare 1, în proporții cuprinse între 0 și 100%. 70

Este de preferat ca gazele de ardere să fie introduse în camera de uscare 1 în proporții cuprinse între 0 și 100%. De asemenea, este de preferat ca gazele de ardere să fie introduse în camera de uscare 1 înainte ca temperatura acesteia să scadă, deci cuptorul de generare a gazelor de ardere 4 să fie, de preferință, dispus adiacent la camera de uscare 1, această dispunere nefiind definitorie pentru cele de mai sus. în mod alternativ, cuptorul 75 de generare a gazelor de ardere 4 și camera de uscare 1 pot fi dispuse în locuri separate unul fată de altul.

Introducerea aerului curat în camera de combustie 4a se realizează prin niște orificii 8, care se deschid către periferia camerei de combustie, orificii prevăzute cu un ventilator sau o supapă (nereprezentate), care permit alimentarea în mod stabil cu aer curat chiar 80 dacă presiunea gazului de ardere din camera de combustie 4a este ridicată, precum și reglarea cantității de aer curat cu care va fi alimentată.

Pe podeaua camerei de uscare 1 sunt prevăzute niște conducte 9, de recuperare a atmosferei camerei 1, având forma unui canal care are partea superioară deschisă către camera de uscare 1 și o gură de evacuare 9a deschisă către camera de combustie 4a. Con- 85 ducta 9, de recuperare din atmosferă, este prevăzută cu o multitudine de ventilatoare 10, aranjate în interiorul acesteia, fiecare dintre ele alimentând în mod constant camera de ardere 4a cu o parte din conținutul atmosferei camerei de uscare, respectivul conținut reprezentând o parte a unui amestec de gaze de ardere introduse în camera de uscare 1, umezeală și materiale volatile ce se evaporă din lemn (umezeala și materialele volatile ce se eva- 90 poră din lemn pot fi denumite gaze de evaporare din lemn) și controlând cantitatea recuperată din atmosferă. Multitudinea de ventilatoare 10 este dispusă de-a lungul conductei de recuperare atmosferică 9, fiind intalate pe un ax rotativ 10a, ce este rotit prin intermediul unor mijloace de rotire 10b, cum ar fi un motor electric. Este de preferat ca o placă de

RO 118548 Β acoperire (nereprezentată) cum ar fi o placă din fier, să fie parțial așezată pe deschiderea superioară a conductei de recuperare atmosferică 9, în locul în care sunt plasate ventilatoarele 10; astfel, eficiența de sublare prin intermediul ventilatoarelor 10 este îmbunătățită. Mai mult, celelalte porțiuni de deschidere a conductei de recuperare atmosferică 9 sunt, de preferință, acoperite cu fețe ce permit trecerea aerului (nereprezentate), cum ar fi plase sau plăci poroase. Conducta de recuperare atmosferică 9 nu este limitativă la structura canal descrisă mai sus, ci poate fi formată ca o conductă de recuperare atmosferică cilindrică, ce comunică cu camera de uscare 1 prin guri de comunicare adecvate. în acest caz, ventilatorul 10 poate fi situat în gura de comunicare. Conducta 9, de recuperare din atmosferă, poate include o supapă, nereprezentată, împreună cu/sau în locul ventilatorului 10, pentru a controla cantitatea recuperată din atmosfera camerei de uscare 1. O parte a conținutului atmosferei de temperatură joasă, care se află la partea inferioară a camerei de uscare 1, se evacuează în atmosferă printr-un coș 11, prevăzut la partea inferioară cu un orificiu de intrare care comunică cu o conductă de evacuare 12, dispusă la baza camerei de uscare 1. Orificiul de intrare poate include un ventilator sau o supapă prin intermediul cărora se poate controla cantitatea de gaz evacuat. Este de preferat ca, respectiv, conducta 12, de evacuare în atmosferă, dispusă la partea inferioară a camerei de uscare 1, să fie situată separat de canalul 7, de alimentare cu combustibil gazos. Conducta de evacuare atmosferică 12 comunică cu conducta de recuperare atmosferică 9, dar acest lucru nu este definitoriu pentru cele de mai sus. în mod alternativ, acestea pot fi formate separat, fără a comunica între ele. Mai mult, conducta de evacuare atmosferică 12 poate fi eliminată. Cu alte cuvinte, orificiul de intrare format la partea inferioară a coșului 11 este necesar numai pentru a fi aranjat la partea inferioară a camerei de uscare 1 și dispus separat de canalul 7, de alimentare cu gaz de ardere.

Lemnul verde, spre exemplu, bucăți subțiri, este pus pe cărucior sub forma unei grămezi nereprezentate, și apoi căruciorul este lăsat să se deplaseze pe calea de rulare 3, pentru a introduce lemnul în camera de uscare 1. Când introducerea lemnului este complet realizată, ușile de acces 2 sunt închise astfel, încât camera de uscare 1 este închisă ermetic. Pe de altă parte, combustibilul lemnos, cum ar fi resturile lemnoase, este încărcat în camera de combustie 4a și ușile de acces 6 sunt închise, urmate de aprinderea și arderea combustibilului, pentru a genera gazele de ardere.

Gazul generat la temperatura ridicată în cuptorul generator de gaz de ardere 4 este introdus prin canalele 7 de trecere a gazului de ardere în zona superioară a camerei de uscare 1. Pe măsură ce gazul de ardere este introdus în camera de uscare 1, aerul prezent în aceasta este evacuat prin coșul 11 în atmosferă sau este realimentat prin intermediul conductei 9 de recuperare din atmosfera camerei 1 în camera de combustie 4a, și apoi acesta este consumat ca aer pentru ardere. în acest fel, aerul care a fost prezent în camera de uscare 1 este înlocuit prin introducerea gazului de ardere și astfel, interiorul camerei de uscare 1 este umplut cu gaz de ardere, realizându-se în interiorul camerei de uscare 1 o temperatură ridicată datorită prezenței gazului de ardere.

Gazul de ardere aflat la o temperatură ridicată trece prin lemnul clădit în camera de uscare 1, unde lemnul este supus unui tratament de uscare termică, permițând umezelii pe care o conține să se evapore; de asemenea, are loc evaporarea gazelor volatile. Gazele volatile din interiorul lemnului sunt amestecate cu gazele de ardere, temperatura atmosferei camerei de uscare este scăzută și astfel amestecul devine mai greu și cade la baza camerei de uscare 1.

RO 118548Β

Partea atmosferei camerei de uscare, care devine grea datorită temperaturii scăzute, 140 este trecută prin conducta de evacuare atmosferică 12 și este evacuată prin coșul 11 în aerul atmosferic. O parte a atmosferei camerei de uscare este recuperată prin conducta de recuperare 9 și transferată în camera de combustie 4a. Partea evacuată din atmosfera camerei de uscare prin coșul 11 este controlată, gazul de ardere este introdus în camera de uscare 1 de la cuptorul de generare a gazelor de ardere 4, depinzând de cantitatea evacuată 145 din atmosfera camerei de uscare. Aerul proaspăt este introdus în camera de ardere 4a prin intermediul orificiilor 8, de admisie a aerului proaspăt, în funcție de cantitatea evacuată, și astfel combustia este activată. Apoi, o cantitate mare de gaz de ardere este introdusă în camera de uscare 1, astfel încât concentrația gazelor de ardere din camera de uscare 1 crește.

Când cantitatea recuperată din atmosfera camerei de uscare 1 este mărită și cantitatea de 150 oxigen din camera de combustie 4a scade rapid, viteza de combustie este lentă, ceea ce inhibă generarea gazului de ardere; astfel, concentrația de gaz de ardere din camera de uscare 1 devine scăzută. în acest fel, prin controlul cantității de gaze de ardere evacuate prin coșul 11, precum și prin controlul cantității recuperate prin intermediul conductei de recuperare atmosferică 9, concentrația gazului de ardere din atmosfera camerei de uscare 1 poate 155 fi menținută la o valoare ridicată, spre exemplu, cuprinsă în intervalul 60 la 95% în volum.

Mai mult, deoarece interiorul camerei de uscare 1 este închis ermetic, introducerea obligatorie a gazului de ardere duce la creșterea presiunii în camera de uscare 1, rezultatul fiind accelerarea tratamentului de uscare termică. Prin închiderea canalelor 7 de alimentare cu gaz de ardere prin intermediul plăcii de reglare a debitului, interiorul camerei de combus- 160 tie poate fi menținut a o presiune ridicată, cuprinsă între 1,5 și 5 at. în plus, prin închiderea ermetică a interiorului cuptorului 4 de generare a gazelor de ardere prin închiderea orificiului 8 de intrare a aerului proaspăt, sau prin forțarea introducerii de aer proaspăt în cuptorul 4 cu ajutorul unui ventilator (nereprezentată) dispus în orificiul 8 de intrare a aerului proaspăt, interiorul camerei de uscare 1 poate fi menținut la o presiune ridicată. 165

Astfel este controlată cantitatea de aer proaspăt ce este introdus în camera de combustie 4a și aproape 100% din aerul introdus este consumat pentru ardere. Ca rezultat, gazul de ardere care intră în camera de uscare 1, practic, nu conține oxigen. în mod corespunzător, datorită temperaturii ridicate a gazelor de ardere din camera de uscare 1, nu există pericolul aprinderii lemnului din interior și implicit un incendiu. 170

Materialele volatile, generate în procesul de uscare termică a lemnului, nu sunt numai descompuse de căldura din camera de uscare 1, dar sunt și recuperate în camera de combustie 4a în cea mai mare parte, împreună cu gazul de ardere, și apoi sunt descompuse și arse. Ca rezultat, poluarea mediului datorită gazelor evacuate prin coșul 11 în atmosferă poate fi diminuată foarte mult. 175 în plus, cuptorul 4, de generare a gazelor de ardere, poate să fie prevăzut cu un generator de vapori, nereprezentat, care este format dintr-o grilă de fier etc. în această alcătuire, poate fi asigurat un orificiu de alimentare cu apă, situat deasupra generatorului, iar apa este picurată și adăugată generatorului de vapori care este încălzit prin combustie, și astfel sunt produși vapori supraîncălziți. Acești vapori feribinți se introduc în camera de 180 uscare 1, împreună cu gazul de ardere, pentru a evita uscarea excesivă și întărirea zonelor periferice ale lemnului. Astfel, lemnul poate avea zonele periferice și centrul uscate uniform.

Mai sus a fost descris un exemplu preferat de realizare a invenției, dar se înțelege că pot fi prevăzute diverse modificări și se intenționează ca revendicările să cuprindă toate aceste modificări care se încadrează în spiritul și scopul invenției. 185

RO 118548 Β

Din moment ce concentrația gazelor de ardere utilizate pentru uscarea lemnului este menținută la valoare ridicată, și presiunea atmosferei camerei de combustie ce conține gazele de ardere este menținută la o valoare ridicată, lemnul poate fi uscat în mod eficient într-o scurtă perioadă de timp.

Claims (2)

1. Metodă de uscare a lemnului cuprinzând următoarele etape:

a. așezarea combustibilului lemnos cum ar fi resturile lemnoase într-o cameră de ardere situată în zona inferioară a unui cuptor generator de gaz de ardere;

b. arderea combustibilului;

c. introducerea unui gaz de ardere aflat la o temperatură ridicată, obținut prin ardere într-o zonă superioară a camerei de uscare ce conține lemnul verde, pentru uscarea termică a acestuia cu ajutorul gazului de ardere cu rol de agent termic;

caracterizată prin aceea că, respectiv, concentrația gazelor de ardere cu rol de agent termic, conținute în camera de uscare, este menținută la o valoare ridicată, cuprinsă între 60 și 95%, în volum, iar presiunea din atmosfera camerei de uscare este menținută, de asemenea, la o valoare ridicată, cuprinsă între 1,5 și 5 at.

2. Metodă de uscare a lemnului conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că aburul supraîncălzit este generat în cuptorul de generare a gazului de ardere cu rol de agent termic și introdus în camera de uscare împreună cu gazul de ardere cu rol de agent termic.